第3节 水的浮力 专题分类训练一 浮力的分析与计算(一)

专题分类训练一 浮力的分析与计算(一) 铝球挂在弹簧秤下，在空气中示数为4 N，将铝球浸没在水中示数为1.8 N，则铝球在水中受到的浮力是多大？ 典型例题1图 【解析】 由题意可得： F浮＝G－F＝4 N－1.8 N＝2.2 N 铝球在水中受到的浮力是2.2 N。 利用弹簧测力计测浮力，把一个重为5 N的物体浸没在水中，如图所示，则弹簧测力计的示数为__3.8__N，物体受到的浮力为__1.2__N. 变式训练1图 【解析】 首先判断测力计的分度值，再读出其示数。对物体进行受力分析，物体受到的重力等于水对物体的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)，据此求物体受到的浮力，求浮力利用称重法。 由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2 N， 由此可知，弹簧测力计的示数为：F拉＝3.8 N， ∵物体浸没在水中， ∴G＝F浮＋F拉， F浮＝G－F拉＝5 N－3.8 N＝1.2 N。 浸入气体或液体中的物体，上下表面相比，浸入气体或液体的深度不同，上表面浸入的深度小，受到的向下压力小，下表面浸入的深度大，受到的向上压力大，从而使物体受到向上的合力，就是浮力，这是浮力产生的原因。浮力的大小等于下表面受到的向上压力减去上表面受到的向下压力，这种计算浮力的方法称为压力差法。公式：F浮＝F向上－F向下。 一个长方体的木块浸没在水中，上表面受到水向下的压力20 N，下表面受到水向上的压力50 N，求该木块在水中受到的浮力是多大？ 典型例题2图 【解析】 由题意可得F浮＝F向上－F向下＝50 N－20 N＝30 N 该木块在水中受到的浮力是30 N。 用手将一个质量为500 g、边长为10 cm的正方体物块浸没于水中，使物块上表面离水面20 cm。 求：(1)正方体物块下表面受到的压强。 (2)正方体物块上下表面受到的压力差。 (3)放手后，判断正方体物块的状态和最终静止时受到浮力的大小．(g取10 N/kg) 【解析】 (1)物体下表面距水面h＝10 cm＋20 cm＝30 cm＝0.3 m。 则物体下表面受到水的压强是p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m＝3×103 Pa； (2)根据浮力产生的原因：物块上下表面受到的压力差，F向上－F向下＝F浮， 物块的体积V物＝103 cm3＝10－3 m3， F浮＝ρgV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m3＝10 N， (3)物块的重力G＝mg＝0.5 kg×10 N/kg＝5 N， 物体完全浸没，所受浮力等于排开的水所受的重力，为10 N；此时浮力大于重力，所以放手后，物体上浮，最后漂浮，浮力等于自身的重力，为5 N。 当物体在液体表面或液体中静止时，有两种特殊的状态悬浮和漂浮，此时，在竖直方向上，物体受到向下的重力和向上的浮力是一对平衡力，重力的大小等于浮力的大小，这种方法称为平衡法。公式：F浮＝G。 “武汉号”导弹驱逐舰是一种防空反潜反舰能力均衡的远洋驱逐舰。在亚洲处于领先水平，参加了中国海军首批赴亚丁湾﹑索马里海域的护航任务。“武汉号”的排水量为7000 t，满载时，“武汉号” 受到的浮力有多大？(g＝10 N/kg) 典型例题3图 【解析】 由题意可知，“武汉号”漂浮在水面上，浮力等于重力，即 F浮＝G＝mg＝7000×1000 kg×10 N/ kg＝70000000 N 该驱逐舰在水中受到的浮力是70000000 N。 如图所示，将重为G1＝5 N的金属块压在木块A的上面，木块有的体积没入水中；将另一个重为G2＝30 N的金属块压在木块A的上面，木块恰好全部没入水中。 变式训练3图 求：(1)木块的体积； (2)木块的密度。 解：设：木块的密度为ρ木，木块的体积为 V 木。 现有有的体积没入水中， F浮＝G， ρ水g2/3V＝G木＋G1　(1) 木块恰好全部没入水中时，F浮′＝G′ ρ水gV＝G木＋G2　(2) (2)－(1)解得 V＝0.0075 m3　代入(1)得G木＝45 N G木＝ρ木gV ρ木＝＝＝0.6×103 kg/m3 答：(1)木块的体积为0.0075 m3 (2)木块的密度为0.6×103 kg/m3 阿基米德原理：浸在液体(或气体)里的物体受到向上的 浮力， ... ...